Didattica di Scienze

Ingrandimento del microscopio

Nel microscopio ottico composto l’ingrandimento totale è il risultato del prodotto tra l’ingrandimento dell’obiettivo e l’ingrandimento dell’oculare. Sono i valori scritti sui tubi degli obiettivi, spesso seguita da una X e quelli scritti sull'oculare dove si avvicina l'occhio.

I totale = I obiettivo x I oculare

In teoria usando più lenti l’immagine potrebbe essere ingrandita in modo indefinito. In pratica se si ingrandisce l’immagine oltre una certa soglia questa appare “sgranata”, perde in risoluzione e quindi l’immagine ottenuta non è utilizzabile. Ogni strumento ottico, come microscopio, cannocchiale ecc. possiede un proprio potere di risoluzione, che dipende dal limite di risoluzione (LR) che è la distanza minima a cui due punti possono essere percepiti come oggetti distinti. Ricordiamo che nel caso dell'occhio umano il limite di risoluzione è di 0,1 mm: questo vuol dire che anche la migliore vista umana non può distinguere due punti distanti meno di 0,1 mm.

• LR per il microscopio ottico con obiettivi a secco = 0,2 mm
• LR per il microscopio ottico con obiettivo ad immersione = 0,1 mm
• LR per il microscopio elettronico = 0,2 nm

L’ingrandimento utile è il massimo ingrandimento utilizzabile, senza perdere in potere di risoluzione. Ricordando il limite dell'occhio umano per il quale LR = 0,1 mm, dividendo questo valore per quello di un microscopio, abbiamo che:

• microscopio ottico con obiettivi a secco LR = 0,2 mm _--> massimo ingrandimento utile 500 X
• microscopio ottico con obiettivo ad immersione LR= 0,1 mm --> massimo ingrandimento utile 1000 X
• microscopio elettronico LR= 0,2 nm --> massimo ingrandimento utile 500.000 X

Il limite di risoluzione (LR) dipende da tre fattori:

• la lunghezza del'onda utilizzata (l); più piccola è la lunghezza minore sarà il limite di risoluzione. La luce visibile va da circa 800 nm (rosso) a circa 400 nm (violetto).
• la proprietà del mezzo interposto tra l'oggetto e l'obiettivo (n). Per l'aria n=1,00, mentre per il vetro n=1,53.
• caratteristiche della lente: a l'angolo massimo che un raggio luminoso proveniente dall’oggetto forma con l’asse ottico dell’obiettivo (a< 90°).

Si ha che:

In particolare il prodotto n sena rappresenta l'apertura numerica (AN) tipica di ogni obiettivo ed indicata accanto all'ingrandimento.

Poiché per diminuire LR non è semplice diminure la lunghezza d'onda (si può utilizzare gli UV ma crea problemi) si può però aumentare l'apertura numerica AN usando un mezzo con alta AN.